Техническая спецификация SMD светодиода 19-213/S2C-AP1Q2B/3T - Ярко-оранжевый - 2.0x1.25x0.8мм - Прямое напряжение 1.75-2.35В - Мощность 60мВт

1. Обзор продукта

19-213/S2C-AP1Q2B/3T — это SMD светодиод, предназначенный для применения в высокоплотных и миниатюрных устройствах. Используя технологию чипа AlGaInP, он излучает яркий оранжевый свет с типичной доминирующей длиной волны 611 нм. Его компактные размеры и малый вес делают его идеальным выбором для современных электронных конструкций, где пространство и вес являются критическими ограничениями.

1.1 Ключевые преимущества

Основные преимущества этого светодиода обусловлены его SMD корпусом. Он позволяет создавать значительно более компактные конструкции печатных плат по сравнению с традиционными компонентами в выводном исполнении. Это приводит к более высокой плотности монтажа компонентов, снижению требований к хранению как самих компонентов, так и готовых изделий, и в конечном итоге способствует миниатюризации оборудования конечного пользователя. Компонент также соответствует ключевым экологическим и стандартам безопасности, включая RoHS, REACH и требования по отсутствию галогенов (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

1.2 Целевые области применения

Данный светодиод хорошо подходит для различных функций индикации и подсветки. Типичные области применения включают подсветку приборных панелей и переключателей в автомобильной или промышленной технике. В телекоммуникациях он может служить индикатором или подсветкой в таких устройствах, как телефоны и факсимильные аппараты. Он также применим для плоской подсветки ЖК-дисплеев, переключателей и символов, а также для общего индикаторного использования.

2. Подробный анализ технических характеристик

В этом разделе представлен детальный объективный анализ ключевых электрических, оптических и тепловых параметров светодиода, как они определены в техническом описании.

2.1 Абсолютные максимальные параметры

Эти параметры определяют предельные значения, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Работа на этих пределах или за ними не гарантируется. Ключевые параметры включают:

• Обратное напряжение (VR):5 В. Превышение этого напряжения при обратном смещении может вызвать пробой p-n перехода.
• Постоянный прямой ток (IF):Рейтинг по модели человеческого тела (HBM) 2000 В. Необходимы стандартные меры предосторожности при обращении с ЭСР.
• Пиковый прямой ток (IFP):60 мА, допустим только в импульсном режиме (скважность 1/10 @ 1 кГц).
• Рассеиваемая мощность (Pd):60 мВт. Это максимально допустимая мощность, рассеиваемая в виде тепла.
• Рабочая и температура хранения:-40°C до +85°C (рабочая), -40°C до +90°C (хранение).
• Температура пайки:Выдерживает групповую пайку оплавлением при 260°C в течение 10 секунд или ручную пайку при 350°C в течение 3 секунд.
• Электростатический разряд (ESD):Human Body Model (HBM) rating of 2000 V. Standard ESD handling precautions are necessary.

2.2 Электрооптические характеристики

Измеренные при стандартных условиях испытаний Ta=25°C и IF=20 мА, эти параметры определяют производительность светодиода.

• Сила света (Iv):Диапазон от минимум 45.0 мкд до максимум 112.0 мкд. Фактическое значение определяется процессом сортировки.
• Угол обзора (2θ1/2):Широкий угол 120 градусов, обеспечивающий равномерное широкое освещение, подходящее для индикаторных применений.
• Пиковая длина волны (λp):Обычно 611 нм.
• Доминирующая длина волны (λd):Указана в диапазоне от 600.5 нм до 612.5 нм, определяя воспринимаемый оранжевый цвет.
• Спектральная ширина полосы (Δλ):Приблизительно 17 нм, что типично для светодиодов AlGaInP.
• Прямое напряжение (VF):Между 1.75 В и 2.35 В при 20 мА. Этот диапазон критически важен для проектирования схемы управления.
• Обратный ток (IR):Максимум 10 мкА при VR=5В. В техническом описании явно указано, что устройство не предназначено для работы в обратном направлении.

3. Объяснение системы сортировки

Для обеспечения постоянства цвета и яркости в производстве светодиоды сортируются по группам (бинаризация). Модель 19-213 использует три независимых параметра сортировки.

3.1 Сортировка по силе света

Светодиоды классифицируются на четыре группы (P1, P2, Q1, Q2) на основе измеренной силы света при IF=20мА. Это позволяет разработчикам выбрать класс яркости, подходящий для их применения: от стандартной индикации (P1: 45.0-57.0 мкд) до более высоких требований к яркости (Q2: 90.0-112.0 мкд).

Оттенок оранжевого цвета контролируется через группы доминирующей длины волны от D8 до D11. Каждая группа охватывает диапазон 3 нм: от 600.5-603.5 нм (D8) до 609.5-612.5 нм (D11). Это обеспечивает строго контролируемый внешний вид цвета в пределах производственной партии.

The orange color hue is controlled through dominant wavelength bins D8 through D11. Each bin covers a 3 nm range, from 600.5-603.5 nm (D8) to 609.5-612.5 nm (D11). This ensures a tightly controlled color appearance across a production batch.

3.3 Сортировка по прямому напряжению

Прямое напряжение сортируется на три категории (0, 1, 2). Это помогает в проектировании эффективных токоограничивающих цепей, поскольку знание диапазона VF (например, Группа 0: 1.75-1.95В, Группа 2: 2.15-2.35В) позволяет более точно рассчитать резистор для достижения целевого тока.

4. Анализ характеристических кривых

Техническое описание содержит несколько характеристических кривых, которые необходимы для понимания поведения светодиода в различных рабочих условиях.

4.1 Спектральное распределение

Спектральная кривая показывает единственный доминирующий пик с центром около 611 нм, что характерно для материала AlGaInP. Относительно узкая полоса пропускания подтверждает чистоту оранжевого цвета.

4.2 Диаграмма направленности

Полярная диаграмма излучения иллюстрирует угол обзора 120 градусов. Интенсивность почти равномерна в широкой центральной области, плавно уменьшаясь к краям, что идеально подходит для широкоугольных индикаторов.

4.3 Относительная сила света в зависимости от прямого тока

Эта кривая показывает нелинейную зависимость. Хотя выходная мощность увеличивается с током, эффективность обычно снижается при более высоких токах из-за повышенного тепловыделения. Работа на рекомендуемом токе 20 мА или ниже обеспечивает оптимальную производительность и долговечность.

4.4 Относительная сила света в зависимости от температуры окружающей среды

Световой выход обратно пропорционален температуре перехода. Кривая показывает снижение выходной мощности при повышении температуры окружающей среды выше 25°C. Это тепловое снижение является критически важным фактором для применений в высокотемпературных средах.

4.5 Кривая снижения прямого тока

Этот график определяет максимально допустимый постоянный прямой ток как функцию температуры окружающей среды. Для предотвращения перегрева и обеспечения надежности прямой ток должен быть уменьшен при работе в условиях повышенной температуры окружающей среды.

4.6 Прямое напряжение в зависимости от прямого тока (Вольт-амперная характеристика)

ВАХ демонстрирует экспоненциальную характеристику диода. Прямое напряжение увеличивается с ростом тока. Диапазоны сортировки для VF определены вдоль этой кривой в точке испытания 20 мА.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габаритные размеры корпуса

Светодиод имеет компактное SMD исполнение. Ключевые размеры включают длину корпуса приблизительно 2.0 мм, ширину 1.25 мм и высоту 0.8 мм (типично для данного типа корпуса, точные значения следует брать из чертежа размеров). Техническое описание включает подробный размерный чертеж со стандартным допуском ±0.1 мм, если не указано иное.

5.2 Определение полярности

Катод обычно маркируется на устройстве, часто выемкой, зеленой точкой или другой формой на стороне катода линзы. Правильную полярность необходимо соблюдать во время сборки, чтобы предотвратить повреждение.

6. Рекомендации по пайке и сборке

Правильное обращение имеет решающее значение для надежности. Техническое описание содержит конкретные инструкции.

6.1 Ограничение тока

Внешний токоограничивающий резистор обязателен. Экспоненциальная ВАХ светодиода означает, что небольшое увеличение напряжения может вызвать большое, потенциально разрушительное увеличение тока.

6.2 Хранение и чувствительность к влаге

Компоненты упакованы в влагозащитный пакет с осушителем.

• Не вскрывайте пакет до готовности к использованию.
• После вскрытия используйте в течение 168 часов (7 дней), если хранится при ≤30°C и ≤60% относительной влажности.
• Если не использованы, запакуйте обратно в влагозащитную упаковку.
• Если пределы воздействия превышены, перед групповой пайкой оплавлением требуется прогрев при 60±5°C в течение 24 часов.

6.3 Профиль групповой пайки оплавлением

Указан профиль бессвинцовой пайки оплавлением:

• Предварительный нагрев: 150-200°C в течение 60-120 секунд.
• Время выше температуры ликвидуса (217°C): 60-150 секунд.
• Пиковая температура: максимум 260°C, выдержка ≤10 секунд.
• Максимальная скорость нагрева: 6°C/сек, максимальная скорость охлаждения: 3°C/сек.
• Пайку оплавлением не следует выполнять более двух раз.

6.4 Ручная пайка и ремонт

Если необходима ручная пайка, ограничьте температуру жала паяльника ≤350°C, прикладывайте тепло к каждому выводу ≤3 секунд и используйте маломощный паяльник (<25Вт). Для ремонта рекомендуется использовать паяльник с двумя жалами для одновременного нагрева обоих выводов и избежания механических напряжений. Влияние ремонта на характеристики светодиода следует проверить заранее.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Стандартная упаковка

Светодиоды поставляются в эмбоссированной несущей ленте шириной 8 мм, намотанной на катушки диаметром 7 дюймов. Каждая катушка содержит 3000 штук.

7.2 Информация на этикетке

Этикетка на катушке содержит критически важную информацию для прослеживаемости и идентификации:

• CPN: Номер детали заказчика.
• P/N: Номер детали производителя (19-213/S2C-AP1Q2B/3T).
• QTY: Количество в упаковке.
• CAT: Код группы силы света (например, Q2).
• HUE: Код группы цветности/доминирующей длины волны (например, D10).
• REF: Код группы прямого напряжения (например, 1).
• LOT No.: Номер производственной партии.

8. Рекомендации по проектированию приложений

8.1 Проектирование схемы управления

Всегда используйте последовательный резистор для установки прямого тока. Рассчитайте значение резистора по формуле: R = (Vcc - VF) / IF, где VF следует выбирать из максимального значения в выбранной группе напряжения, чтобы гарантировать, что ток не превысит расчетную цель в наихудших условиях. Учитывайте кривые снижения для работы при высоких температурах.

8.2 Тепловой менеджмент

Несмотря на малые размеры, светодиод выделяет тепло. Обеспечьте достаточную площадь меди на печатной плате или используйте тепловые переходные отверстия, особенно при работе на более высоких токах или в условиях высокой температуры окружающей среды, чтобы отводить тепло от перехода светодиода и поддерживать производительность и срок службы.

8.3 Оптическая интеграция

Широкий угол обзора 120 градусов делает его подходящим для применений, требующих широкой видимости. Для световодов или линз следует учитывать диаграмму направленности, чтобы обеспечить эффективную связь и желаемую картину освещения.

9. Техническое сравнение и отличительные особенности

По сравнению со старыми светодиодами в выводном исполнении, этот SMD тип предлагает радикальное уменьшение размеров и веса, позволяя реализовывать современные миниатюрные конструкции. В сегменте SMD оранжевых светодиодов его ключевыми отличиями являются конкретное сочетание технологии AlGaInP (для эффективного оранжевого/красного свечения), определенная структура сортировки для постоянства цвета/яркости и соответствие стандартам по отсутствию галогенов и другим экологическим нормам. Подробные рекомендации по снижению параметров и обращению также предоставляют разработчикам четкие параметры для надежной реализации.

10. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

10.1 Какое значение резистора использовать при питании 5В?

Используя наихудший случай VF (максимум из выбранной группы, например, 2.35В из Группы 2) и целевой IF 20 мА: R = (5В - 2.35В) / 0.020А = 132.5 Ом. Подошел бы стандартный резистор 130 Ом или 150 Ом, но всегда проверяйте фактический ток в ваших конкретных условиях.

10.2 Можно ли управлять этим светодиодом без токоограничивающего резистора?

Нет. Вольт-амперная характеристика диода экспоненциальна. Подключение его непосредственно к источнику напряжения, даже близкому к его номинальному VF, скорее всего приведет к чрезмерному току, быстрому перегреву и немедленному выходу из строя.

10.3 Почему существует ограничение в 7 дней после вскрытия влагозащитного пакета?

SMD корпуса могут поглощать влагу из атмосферы. Во время групповой пайки оплавлением эта захваченная влага может быстро испаряться, вызывая внутреннее расслоение или эффект "попкорна", который раскалывает корпус и разрушает устройство. Срок хранения 168 часов — это безопасное время воздействия для данного уровня чувствительности компонента к влаге.

10.4 Как расшифровать обозначение 19-213/S2C-AP1Q2B/3T?

Хотя точная корпоративная кодировка может различаться, она обычно ссылается на базовый продукт (19-213), тип корпуса (SMD) и, вероятно, включает коды для конкретных групп силы света (Q2), доминирующей длины волны и прямого напряжения, выбранных для данного заказа.

11. Пример практического применения

Сценарий:Проектирование панели индикации состояния для промышленного контроллера, работающего при температуре окружающей среды до 60°C. Равномерный оранжевый цвет и постоянная яркость на нескольких индикаторах имеют критическое значение.

Реализация:

1. Выбор компонентов:Укажите светодиоды из одной производственной партии и узких групп (например, Q1 для силы света, D10 для длины волны), чтобы обеспечить визуальную однородность.
2. Проектирование схемы:Используя шину питания 3.3В, рассчитайте последовательный резистор. Предполагая группу напряжения 1 (макс. 2.15В) и целевой ток 18 мА (слегка сниженный из-за температуры): R = (3.3В - 2.15В) / 0.018А ≈ 64 Ом. Используйте резистор 62 Ом или 68 Ом с допуском 1%.
3. Тепловое проектирование:Разместите светодиод вдали от других источников тепла на печатной плате. Используйте небольшую медную площадку, соединенную с контактной площадкой катода (обычно тепловой площадкой), для рассеивания тепла, учитывая температуру окружающей среды 60°C и консультируясь с кривой снижения прямого тока.
4. Сборка:Запланируйте сборку печатной платы так, чтобы катушка со светодиодами была вскрыта и использована в течение 7-дневного окна. Точно следуйте указанному профилю пайки оплавлением.

Такой подход обеспечивает надежную работу, постоянный внешний вид и долгосрочную стабильность в целевой среде.

12. Принцип работы технологии

Этот светодиод основан на полупроводниковом материале AlGaInP (фосфид алюминия-галлия-индия). При приложении прямого напряжения электроны и дырки инжектируются в активную область, где они рекомбинируют, высвобождая энергию в виде фотонов. Конкретный состав сплава AlGaInP определяет ширину запрещенной зоны, которая напрямую соответствует длине волны (цвету) излучаемого света — в данном случае оранжевому (~611 нм). SMD корпус инкапсулирует крошечный полупроводниковый чип, обеспечивает механическую защиту, включает линзу для формирования светового потока и предоставляет паяемые выводы для электрического соединения.

13. Тенденции отрасли

Тенденция в области индикаторных светодиодов и светодиодов подсветки продолжается в направлении повышения эффективности (больше светового потока на единицу электрической мощности), увеличения надежности и дальнейшей миниатюризации. Также наблюдается сильное отраслевое стремление к более широкому соответствию экологическим нормам (помимо RoHS, включая такие вещества, как ПФАС) и разработке еще более надежных корпусов, способных выдерживать процессы пайки при более высоких температурах. Стандартизация кодов сортировки и подробной технической документации, как видно в этом техническом описании, облегчает внедрение и управление цепочкой поставок для производителей.